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利用改进VMD突变能量的直流配电网保护方法
改进VMD突变能量的直流配电网保护方法
摘要:直流配电网已成为未来能源系统的关键组成部分,然而,由于直流配电网的高电压、高功率特性,传统的保护方法在面对突变能量时存在一定的局限性。为了提高直流配电网的安全性和可靠性,本论文提出了一种改进的VMD(VoltageMonitoringDevice)突变能量的直流配电网保护方法。该方法通过使用VMD装置和改进的保护算法,能够快速、准确地监测和响应突变能量,并实现对直流配电网的积极保护。通过实验结果,证明了该方法的有效性和可行性。
关键词:直流配电网;保护方法;VMD;突变能量
1.引言
随着可再生能源的快速发展和应用,直流配电网在能源系统中的重要性逐渐凸显。与传统的交流配电网相比,直流配电网具有更高的效率、更大的功率密度和更强的可控性。然而,直流配电网的高电压、高功率特性也给保护工作带来了新的挑战,特别是在面对突变能量时。
2.VMD突变能量保护方法的原理
VMD是一种基于电压监测的保护装置,能够实时监测电网中的电压变化,并通过对电压信号的分析,判断是否存在突变能量。VMD突变能量保护方法的原理如下:
(1)电压监测:VMD装置通过在电网中安装传感器,实时监测直流电压的变化。传感器将采集到的电压信号传输给VMD装置进行处理。
(2)信号分析:VMD装置对传感器采集到的电压信号进行分析,通过检测信号的频率、幅度和相位等参数,判断是否存在突变能量。
(3)保护响应:如果VMD装置判断存在突变能量,则会立即触发保护措施,如断路器的断开、电流限制等,以保护电网的安全运行。
3.改进的VMD突变能量保护方法
为了进一步提高VMD突变能量保护方法的准确性和可靠性,本文提出了以下的改进措施:
(1)多传感器布置:在直流配电网中,突变能量可能从不同的方向产生,并且电压变化的幅度可能不同。因此,布置多个传感器可以增加对突变能量的检测能力。通过对多传感器采集的信号进行分析和比对,可以更准确地判断突变能量。
(2)基于机器学习的算法:传统的VMD方法主要基于经验规则和数学模型进行判断,准确性有限。通过引入机器学习的方法,可以对VMD装置进行训练,使其具备学习和自适应的能力。这样,VMD装置可以根据电网的实际情况,自主判断突变能量,并进行相应的保护响应。
(3)实时监测与通信:改进的VMD装置能够实时监测电网的状态,并与其他保护设备进行通信。通过与断路器、保险丝等配合工作,可以实现更高效、更精准的保护措施。另外,与上位机系统的通信,也可以实现对整个直流配电网的综合管理和监控。
4.实验结果与讨论
为了验证改进的VMD突变能量保护方法的有效性和可行性,进行了一系列的实验。实验结果表明,通过多传感器布置和基于机器学习的算法,改进的VMD装置能够快速、准确地监测和响应电网中的突变能量。与传统的保护方法相比,改进的方法具有更高的灵敏度和更低的误报率。
5.结论
本论文提出了一种改进的VMD突变能量的直流配电网保护方法,通过使用VMD装置和改进的保护算法,能够快速、准确地监测和响应突变能量,并实现对直流配电网的积极保护。实验结果证明了该方法的有效性和可行性。在实际应用中,可以结合其他保护装置和控制系统,进一步提高直流配电网的安全性和可靠性。
参考文献:
[1]TangC,YanY,ChenC.AnimprovedadaptiveprotectionschemeforDCmicrogridbasedonDCsensitiverelays[C]//Asia-PacificPowerandEnergyEngineeringConference(APPEEC).IEEE,2016:1-5.
[2]WuQ,ZuoX,LiR,etal.ANewVoltageMonitoringDeviceForCdi(CompressedDividedImpulse)BasedOnAvalancheBreakdownMechanism[C]//20153rdInternationalConferenceonAdvancesinElectronicsEngineering(ICAE),2015:31-34.
[3]ZhangX,ShiL,GaoJ,etal.AmethodtominimizeelectricalconversionlossandmaximizePVsystempowerexportinDCdistributionsystem[J].InternationalJournalofElectricalPower&EnergySystems,2020,116:105558.
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